[发明专利]半导体元件的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体元件的处理方法。特别地，本发明涉及使用光照射来处理半导体元件的方法。

背景技术

当前，关于薄膜晶体管(TFT)，为了尝试实现高性能、低温度的制造工艺以及低成本，各种各样的材料已被探求和考虑用作沟道层。从该观点看，可能的用于沟道层的材料可以是例如非晶硅、多晶硅、微晶硅和有机半导体。

近年来，作为被用作这种沟道层的有效的材料，氧化物半导体已被积极研究。例如，Barquinha等，J.Non-Cryst.Sol.，352，1756(2006)和Yabuta等，Appl.Phys.Lett.，89，112123(2006)公开了通过使用作为用于沟道层的氧化物半导体的非晶In-Zn-O(IZO)薄膜和非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)膜来制造TFT的方法。

TFT根据沟道层的半导体材料、制造方法等而将具有不同的阈值电压。并且，TFT的阈值电压将由于各种因素(例如，制造工艺历史、时间相关变化、电应力、热应力等)而改变。这里，电应力是是可通过施加到半导体上的电压或电流而产生的一种应力。热应力是可通过在半导体周边从外侧施加的热或半导体的焦耳(Joule)加热而产生的一种应力。对于实际的TFT，存在可能同时施加这些应力的情况。

上述的氧化物半导体TFT也不例外。例如，Riedl等，Phys.Stat.Sol.，1，175(2007)和Kim等，International Electron Devices Meeting 2006(IEDM′06)，11-13，1(2006)指出已观察到由于电应力或由于电应力和热应力的组合而导致的阈值电压的变化。并且，如在Barquinha等，J.Non-Cryst.Sol.，352，1756(2006)和Gorrn等，Appl.Phys.Lett.，91，193504(2007)中提到的那样，对于氧化物半导体TFT，可通过用可见光和紫外光照射TFT来改变阈值电压。

此外，日本专利申请公开No.H10-209460公开了一种方法，该方法通过采用光将入射到TFT的沟道层中的结构来降低TFT的阈值电压，所述TFT使用多晶硅作为沟道层的材料。

发明内容

但是，上述的文献均没有公开这样的方法：补偿或抑制可由各种因素导致的阈值电压偏移的方法或使得阈值电压的这种变化的影响较小的方法。

当要通过某种处理来补偿或抑制阈值电压偏移时，希望阈值电压以外的特性(例如，TFT中的电荷迁移率、亚阈值摆幅(sub-threshold swing)(S值)等)维持在等于执行该处理之前的条件的条件。能够实现这种目的的单元也不是已知的。例如，日本专利申请公开No.H10-209460指出，在阈值电压减小的同时，迁移率增加。此外，Barquinha等，J.Non-Cryst.Sol.，352，1756(2006)和Gorrn等，Appl.Phys.Lett.，91，193504(2007)指出，在阈值电压减小的同时，迁移率减小。在诸如有机发光二极管之类的负载与TFT连接并且要通过TFT的栅极电压控制要供给到负载的电流的情况下，这些行为是有问题的。

鉴于上述的问题，本发明的一个目的是，提供使得能够补偿或抑制不希望的阈值电压变化的半导体元件的处理方法。

本发明涉及半导体元件的处理方法，所述半导体元件至少包括半导体作为它的一种组分。本发明的特征在于，通过用波长比半导体的吸收边波长(absorption edge wavelength)长的光照射半导体，改变半导体元件的阈值电压。

本发明针对至少包括半导体的半导体元件的处理方法，其特征在于：

通过用波长比半导体的吸收边波长长的光照射半导体，偏移半导体元件的阈值电压。

可屏蔽半导体使其不受波长比半导体的吸收边波长短的光照射。

可通过放在光源和半导体之间的滤波器来屏蔽半导体。

半导体元件至少可包括栅电极、源电极、漏电极、沟道层和栅绝缘层，而半导体是沟道层。

在半导体元件的处理方法中，半导体中的隙内(in-gap)状态的面密度(areal density)可以为10¹³cm^-2eV^-1或更小。

在半导体元件的处理方法中，半导体中的带隙可以为1.55eV或更大。

带隙可以为2eV或更大。

半导体可包括从由In、Ga、Zn和Sn构成的组中选择的至少一种。